隧洞施工圖說(shuō)明

隧洞工程施工圖設(shè)計(jì)闡明1隧洞設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1.1設(shè)計(jì)根據(jù)的重要技術(shù)原則（1）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水原則》（SL252—）；（2）《澆灌與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50288-99）；（3）《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL279-）；（4）《澆灌與排水渠系建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL482-）；（5）《水利水電地下工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL642—）（6）《水工建筑物地下開(kāi)挖工程施工規(guī)范》（SL378—）；1.2設(shè)計(jì)根據(jù)的技術(shù)資料（1）《****工程初步設(shè)計(jì)匯報(bào)》；（2）取水輸水建筑物叢書(shū)《隧洞》（中國(guó)水利水電出版社12月版）1.3隧洞建筑物級(jí)別各級(jí)渠道隧洞建筑物級(jí)別表表1.3-1渠道名稱(chēng)渠首設(shè)計(jì)流量建筑物級(jí)別m3/s一流量段上段二流量段三流量段四流量段五流量段六流量段其他干渠、分干渠及支渠2隧洞地質(zhì)條件2.1隧洞重要工程地質(zhì)1）進(jìn)、出口邊坡渠線(xiàn)隧洞大都穿越條形山脊或山丘，各隧洞進(jìn)、出口位于陡坡坡腳或緩坡地帶，大多基巖裸露，局部覆蓋薄層坡殘積土層。其中龍泉山隧洞和金水橋隧洞進(jìn)、出口邊坡高分別為16～40m，其中覆蓋層厚0～12m，其邊坡穩(wěn)定性差，提議清除或采用工程處理措施；下伏基巖為粉砂質(zhì)泥巖，強(qiáng)～弱風(fēng)化，軟弱破碎，巖層傾角為5～15°，龍泉山隧洞進(jìn)、出口和金水橋隧洞出口巖層傾向坡外、為緩傾同向構(gòu)造的順層邊坡，金水橋隧洞進(jìn)口巖層傾向坡內(nèi)、為緩傾反向構(gòu)造的巖質(zhì)邊坡，邊坡巖體風(fēng)化破碎、完整性差，開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性差，提議施工中采用合適工程處理措施，設(shè)置坡面排水系統(tǒng)。其他隧洞進(jìn)、出口邊坡高度一般不不小于10m，巖性重要為砂巖或粉砂質(zhì)泥岸，其巖層產(chǎn)狀大多近水平（傾角0°～3°），為強(qiáng)～弱風(fēng)化的軟巖或較軟巖，邊坡整體穩(wěn)定；但由于邊坡巖體風(fēng)化破碎、完整性差，提議施工中清除坡面覆蓋層和不穩(wěn)定巖塊后采用合適護(hù)坡的處理措施，注意坡面的排水。2）洞室圍巖隧洞穿越地層重要為白堊系蒼溪組（K1c）、白龍組（K1b）關(guān)組（Kj）、灌口組（K2g）和侏羅系上統(tǒng)遂寧組（J3s）、蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）的地層，巖性重要為砂巖和粉砂質(zhì)泥巖不等厚互層，除蓬萊鎮(zhèn)組上段（J3p）的砂巖在龍泉隧洞進(jìn)口后來(lái)渠段為中硬巖外，其他均為較軟巖或軟巖。巖層傾角除龍泉山隧洞和金水橋隧洞相對(duì)較陡（傾角10°～30°）外，其他巖層產(chǎn)狀近于水平（傾角不不小于5°）。隧洞圍巖為Ⅲ～Ⅴ類(lèi)，其中Ⅲ類(lèi)圍巖成洞條件及圍巖穩(wěn)定性相對(duì)很好，施工中局部存在掉塊及小規(guī)模坍塌，提議及時(shí)支護(hù)和襯砌；Ⅳ類(lèi)圍巖，弱風(fēng)化砂巖新鮮粉砂質(zhì)泥巖構(gòu)成，層狀～薄層狀構(gòu)造；Ⅴ類(lèi)圍巖成洞條件及穩(wěn)定性差，巖層傾角大多不不小于5°，尤其是粉砂質(zhì)泥巖層間結(jié)合力弱，施工中存在洞頂?shù)拿搶犹鷨?wèn)題，提議應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，及時(shí)封閉、襯砌。隧洞穿越龍泉山東坡斷裂和西坡斷裂的洞段，圍巖分類(lèi)為Ⅴ類(lèi)，穩(wěn)定性差，開(kāi)挖后易坍塌失穩(wěn)，提議及時(shí)支護(hù)、襯砌；施工開(kāi)挖揭穿斷層破碎帶存在突水突泥的也許，提議加強(qiáng)排水并采用對(duì)應(yīng)的工程處理措施。龍泉山隧洞和金水橋隧洞穿越斷層不存在抗斷裂帶的問(wèn)題。龍泉山以東的廣大丘陵區(qū)無(wú)斷裂構(gòu)造，構(gòu)造形跡以寬緩褶皺為主。尤其注意的是本工程龍泉山、金水橋也許存在瓦斯問(wèn)題，提議龍泉山、金水橋隧洞施工中加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)和人工檢測(cè)，并采用防火、防爆（人員培訓(xùn)、設(shè)備改造），及時(shí)封堵，尤其是施工通風(fēng)等防備措施。3）粉砂質(zhì)泥巖膨脹性隧洞圍巖為侏羅系和白堊系紅色砂、泥巖互層。粉砂質(zhì)泥巖崩解分類(lèi)重要屬Ⅱ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)、少許Ⅰ類(lèi)和Ⅳ類(lèi)。根據(jù)試驗(yàn)成果，白堊系地層（K）強(qiáng)～弱風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖具弱膨脹性，新鮮粉砂質(zhì)泥巖的膨脹性具有不均一性、但總體具有一定膨脹性，大多屬弱膨脹巖。侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組（J3p2、J3p1）、遂寧組地層（J3s）強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖普遍具弱膨脹性；新鮮粉砂質(zhì)泥巖的膨脹性由于巖性不均一導(dǎo)致其膨脹性的具有不均一性，類(lèi)比南充干渠和武都引水二期工程侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組（J3p2、J3p1）和遂寧組地層（J3s）粉砂質(zhì)泥巖的膨脹試驗(yàn)成果資料，以及升鐘水庫(kù)總干渠、西梓干渠和武引一期工程運(yùn)行狀況，侏羅系的新鮮粉砂質(zhì)泥巖在圍巖濕度條件及含水率變化時(shí)、產(chǎn)生的脹縮現(xiàn)象明顯。粉砂質(zhì)泥巖膨脹變形和破壞一般體現(xiàn)為：頂拱、邊墻的膨脹開(kāi)裂，洞底膨脹反鼓開(kāi)裂等膨脹破壞。因此，提議粉砂質(zhì)泥巖洞段施工中及時(shí)封閉、襯砌成洞，盡量防止圍巖含水量尤其是干、濕交替條件的變化，減少超挖，尤其是頂拱空腔應(yīng)回填密實(shí)，頂拱和邊墻加強(qiáng)襯砌，洞底采用反底襯砌等工程處理措施，克制粉砂質(zhì)泥巖洞段的圍巖膨脹變形和破壞。4）地下水隧洞由砂巖和粉砂質(zhì)泥巖不等厚互層構(gòu)成。巖層產(chǎn)狀近于水平，巖層傾角大多＜5°。巖體透水性差異較大，一般砂巖為相對(duì)含水層，粉砂質(zhì)泥巖為隔水層。龍泉山以西低山地貌區(qū)，隧洞埋深度相對(duì)較大，砂巖（含水層）和粉砂質(zhì)泥巖（隔水層）相間成層分布，地下水一般具有多層含水層，因此，隧洞埋深較大的洞段，地下水也不是很豐富。龍泉山以東丘陵區(qū)，地下水位相對(duì)貧乏，對(duì)成洞無(wú)大的影響。但隧洞進(jìn)、出口風(fēng)化帶巖體、有地表水影響較強(qiáng)的洞段及其他各短隧洞、褶皺核部洞段，地下水和地表水聯(lián)絡(luò)親密，尤其是在雨季地下水活動(dòng)往往比較強(qiáng)烈，提議施工中加強(qiáng)排水，對(duì)粉砂質(zhì)泥巖洞段開(kāi)挖后及時(shí)封閉、襯砌處理。隧洞穿越斷層（尤其是龍泉驛斷層和紅花塘斷層）和褶皺核部洞段，利于地下水集聚，開(kāi)挖后易坍塌失穩(wěn)，施工開(kāi)挖揭穿斷層破碎帶或褶皺核部存在突水突泥的也許，提議加強(qiáng)排水并采用對(duì)應(yīng)的工程處理措施。2.2隧洞圍巖工程地質(zhì)分類(lèi)工程區(qū)隧洞穿越地層重要為白堊系蒼溪組（K1c）、白龍組（K1b）關(guān)組（Kj）、灌口組（K2g）和侏羅系上統(tǒng)遂寧組（J3s）、蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）的地層，巖性重要為砂巖和粉砂質(zhì)泥巖不等厚互層，除蓬萊鎮(zhèn)組上段（J3p）的砂巖在龍泉隧洞進(jìn)口后來(lái)渠段為中硬巖外，其他均為較軟巖或軟巖。隧洞圍巖分類(lèi)采用《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-）和《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（SL55-）中圍巖工程地質(zhì)分類(lèi)原則，以巖體構(gòu)造為基礎(chǔ)，綜合考慮巖石強(qiáng)度、巖體完整程度、構(gòu)造面特性及其與洞軸線(xiàn)的組合關(guān)系、地下水影響等原因，對(duì)洞身圍巖進(jìn)行評(píng)價(jià)和分類(lèi)。隧洞圍巖分類(lèi)表表2.2-1圍巖類(lèi)別巖性巖體構(gòu)造圍巖重要工程地質(zhì)特性圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)Ⅲ新鮮砂巖中厚層∫厚層狀巖石為較軟巖，新鮮，厚層～巨厚層狀，巖性均一，無(wú)軟弱夾層，巖體完整，裂隙不發(fā)育，閉合無(wú)充填，無(wú)控制性軟弱構(gòu)造面，巖體抗風(fēng)化能力較低，暴露大氣和濕水后，強(qiáng)度減少較快，一般地下水活動(dòng)輕微，洞線(xiàn)與巖層走向夾角＞30°。當(dāng)?shù)叵滤械然顒?dòng)時(shí)應(yīng)降為Ⅳ類(lèi)。穩(wěn)定性總體很好；局部受軟弱構(gòu)造面組合控制，穩(wěn)定性較差，可產(chǎn)生掉塊。較軟巖強(qiáng)度局限性，局部會(huì)產(chǎn)生塑性變形或小至中等坍落，可短期穩(wěn)定。中硬巖，中厚層狀構(gòu)造，巖體完整性較差，裂隙較發(fā)育，有貫穿性軟弱構(gòu)造面，地下水活動(dòng)中等，沿裂隙面或軟弱構(gòu)造面有大量滴水或線(xiàn)流，洞線(xiàn)與巖層走向夾角不小于30°。Ⅳ弱風(fēng)化砂巖新鮮粉砂質(zhì)泥巖層狀∫薄層狀巖性為較軟巖或軟巖，弱風(fēng)化砂巖，新鮮粉砂質(zhì)泥巖，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較完整～完整，層間結(jié)合力差，抗風(fēng)化能力低，暴露大氣和濕水后，強(qiáng)度減少較快，地下水活動(dòng)輕微。洞線(xiàn)與巖層走向夾角＞30°。當(dāng)?shù)叵滤械然顒?dòng)時(shí)應(yīng)降為Ⅴ類(lèi)。圍巖穩(wěn)定性差，自穩(wěn)時(shí)間很短，拱頂常有坍落，邊墻也有掉塊或塌落。夾砂巖、泥巖薄層段局部層間結(jié)合力差，存在垮塌的也許。時(shí)間效應(yīng)明顯，施工中也許產(chǎn)生較大的變形破壞，軟巖流變明顯，可產(chǎn)生較大的塑性變形。Ⅴ強(qiáng)風(fēng)化巖體、弱風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、斷層破碎帶、褶皺核部、有地表水體影響較強(qiáng)、地下水活動(dòng)強(qiáng)烈洞段等碎裂構(gòu)造碎塊狀構(gòu)造薄層狀構(gòu)造強(qiáng)風(fēng)化巖體，弱風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，巖體破碎，完整性差，節(jié)理裂隙發(fā)育，普遍張開(kāi)松弛，部分充填泥、巖屑等。地下水活動(dòng)中等至強(qiáng)烈，加速巖體風(fēng)化和減少構(gòu)造面抗剪強(qiáng)度，極易發(fā)生垮塌。巖層傾角＜30°。圍巖極不穩(wěn)定，風(fēng)化巖體受裂隙及層面控制，拱頂及邊墻極易產(chǎn)生垮塌。風(fēng)化狀態(tài)的粉砂質(zhì)泥巖以及斷層破碎帶在地下水的作用下，將出現(xiàn)邊墻及頂拱垮塌，甚至出現(xiàn)冒頂和地面塌陷。2.3隧洞圍巖提議值渠系隧洞圍巖提議值表表2.3-2圍巖類(lèi)別密度γ抗剪斷強(qiáng)度變形模量E泊松比μ結(jié)實(shí)系數(shù)fk單位彈性系數(shù)Ko（無(wú)壓）洞臉邊坡開(kāi)挖坡比f(wàn)′C′g/cm3MPaGPaMPa/cm臨時(shí)永久Ⅲ2.2～2.30.65～0.750.3～0.42～30.25～0.33～55～61:0.31:0.5Ⅳ2.1～2.20.55～0.600.1～0.30.5～1.50.25～0.352～31～31:0.51:0.75Ⅴ2.0～2.10.40～0.450.02～0.030.1～0.30.35～0.401～20.4～0.61:0751:1提議開(kāi)挖坡比合用于坡高不不小于8m，不小于8m則應(yīng)設(shè)置馬道。3隧洞構(gòu)造設(shè)計(jì)3.1斷面型式根據(jù)初設(shè)審批成果，為便于施工，隧洞均布置為無(wú)壓城門(mén)洞型式，圓拱直墻型，頂拱圓心角為180°。各隧洞詳細(xì)斷面尺寸根據(jù)對(duì)應(yīng)的流量，通過(guò)水力學(xué)計(jì)算確定。3.2糙率隧洞為渠系輸水建筑物，均為現(xiàn)澆砼或鋼筋砼襯砌，設(shè)計(jì)糙率為0.014，隧洞施工后，過(guò)水?dāng)嗝娌诼蕬?yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定。3.3隧洞進(jìn)、出口設(shè)計(jì)隧洞進(jìn)、出口一般采用漸變段（矩形渠除外）與前后明渠銜接，漸變段為C15素砼，漸變段長(zhǎng)度一般為進(jìn)口10~15m，出口15~20m（詳見(jiàn)各隧洞構(gòu)造布置圖），進(jìn)口由貼坡式斷面漸變?yōu)楹庵厥街绷嗝媾c隧洞相接（出口反之）隧洞進(jìn)、出口洞臉設(shè)計(jì)采用在隧洞進(jìn)、出口上部設(shè)砼直墻，用以標(biāo)示隧洞名稱(chēng)，直墻背后設(shè)排水溝。由于隧洞為無(wú)壓洞，對(duì)進(jìn)口上覆圍巖厚度規(guī)定較低，施工時(shí)應(yīng)盡量遵照“早進(jìn)洞、晚出洞”的原則，隧洞掛口布置應(yīng)盡量少開(kāi)挖邊坡，突出其生態(tài)環(huán)境保護(hù)的特點(diǎn)。對(duì)必要開(kāi)挖形成的邊坡，應(yīng)進(jìn)行支護(hù)處理。對(duì)覆蓋層邊坡可采用漿砌石襯砌，對(duì)巖石邊坡則采用噴錨支護(hù)（邊坡支護(hù)詳見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙），邊坡若超過(guò)8m高應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)地質(zhì)地形條件設(shè)置馬道。3.4隧洞永久襯砌為保證砼襯砌與圍巖緊密結(jié)合，保證構(gòu)造安全，必須清除所有松動(dòng)巖塊及洞渣后，方可進(jìn)行砼襯砌。Ⅲ類(lèi)圍巖洞段：采用底板和邊墻分離的型式（分離式）襯砌，頂拱和邊墻為25cm厚C20W4F50素砼，底板為C15W4F50素砼，厚20cm，對(duì)于部分洞徑較大的隧洞，在直墻和底板連接處設(shè)置30×30cm貼角砼；Ⅳ類(lèi)圍巖洞段：采用全封閉式C20W4F50鋼筋砼構(gòu)造襯砌，襯砌厚度根據(jù)不一樣流量段大小確定為30～40cm，對(duì)于部分洞徑較大的隧洞，在直墻和底板連接處設(shè)置30×30cm貼角砼；Ⅴ類(lèi)圍巖洞段：采用全封閉式C20W4F50鋼筋砼構(gòu)造襯砌，襯砌厚度根據(jù)不一樣流量段大小確定為30～45cm，對(duì)于部分洞徑較大的隧洞，在直墻和底板連接處設(shè)30×30cm貼角砼。根據(jù)地質(zhì)資料揭示，工程區(qū)粉砂質(zhì)泥巖總體具有一定膨脹性，大多屬弱膨脹巖，設(shè)計(jì)對(duì)圍巖有、無(wú)弱膨脹力均進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。施工時(shí)對(duì)圍巖的分類(lèi)及有、無(wú)微膨脹力的劃分，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖揭示后，由現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)工程師確定，并選用對(duì)應(yīng)的襯砌斷面及鋼筋圖。必要時(shí)微膨脹力大小可采用室內(nèi)試驗(yàn)確定。詳細(xì)布置詳見(jiàn)各流量段隧洞構(gòu)造及鋼筋圖。3.5隧洞分縫及止水隧洞襯砌縱向原則上每12m設(shè)一構(gòu)造縫，并在圍巖分類(lèi)變化處設(shè)置構(gòu)造縫，縫寬2cm，采用高密度聚乙烯泡沫板嵌縫，并設(shè)置橡膠止水帶，Ⅲ類(lèi)圍巖設(shè)計(jì)為分離式構(gòu)造，底板和邊墻之間設(shè)置縱向橡膠止水帶，縱向止水帶與橫向止水帶應(yīng)進(jìn)行硫化搭接。為節(jié)省工程投資，根據(jù)業(yè)主組織的專(zhuān)家征詢(xún)意見(jiàn)，對(duì)于地下水位高于洞頂?shù)蘑箢?lèi)圍巖段，僅作構(gòu)造縫處理，不設(shè)置橡膠止水帶（詳見(jiàn)對(duì)應(yīng)圖紙）?，F(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖揭示后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況深入界定范圍。3.6隧洞灌漿隧洞永久襯砌后應(yīng)在頂拱120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿，灌漿孔深入基巖0.1m，以保證隧洞襯砌砼與圍巖緊密結(jié)合，回填灌漿需滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定（根據(jù)配筋計(jì)算的邊界條件，灌漿壓力不得不小于0.2MPa），詳細(xì)灌漿參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定。隧洞為無(wú)壓隧洞，不考慮對(duì)隧洞進(jìn)行固結(jié)灌漿。3.7隧洞排水隧洞多通過(guò)灌區(qū)的高地及分水嶺，隧洞所在山體地下水相對(duì)不豐富，隧洞在頂拱部位設(shè)置排水孔，排水孔最低處高于隧洞加大流量對(duì)應(yīng)水位，排水孔排距3m，孔徑5cm，深入基巖3m，砼內(nèi)采用預(yù)埋PVC管，施工后應(yīng)保證排水孔暢通。4隧洞施工注意事項(xiàng)：4.1隧洞掛口隧洞掛口施工時(shí)應(yīng)盡量遵照“早進(jìn)洞、晚出洞”的原則，原則上洞頂以上有2m以上圍巖厚度即可以考慮進(jìn)行掛口，盡量的減少邊坡開(kāi)挖與支護(hù)。由于隧洞進(jìn)、出口段基本為Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖，邊坡穩(wěn)定性較差，施工時(shí)可以根據(jù)圍巖詳細(xì)狀況，考慮設(shè)置超前錨桿支護(hù)及鋼拱架支撐等臨時(shí)措施，以保證安全掛口進(jìn)洞。隧洞掛口位置應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)代表、地質(zhì)工程師及監(jiān)理工程師等共同確認(rèn)。4.2隧洞開(kāi)挖隧洞開(kāi)挖提議按照如下技術(shù)規(guī)定實(shí)行：（1）洞室開(kāi)挖爆破應(yīng)采用光面爆破技術(shù)，并控制同步起爆藥量，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，開(kāi)挖尺寸應(yīng)符合地下工程施工規(guī)范規(guī)定，對(duì)于軟弱巖石可采用合適欠挖結(jié)合人工修鑿方式，控制超挖。需作為交通通道且不能及時(shí)封閉覆蓋的隧洞底板軟弱巖石部分應(yīng)考慮預(yù)留部分巖石待混凝土澆筑前開(kāi)挖清理。（2）開(kāi)挖爆破一般原則：Ⅲ類(lèi)圍巖采用深進(jìn)尺、少循環(huán)掘進(jìn)（深控制爆破）；Ⅳ類(lèi)圍巖采用短進(jìn)尺、多循環(huán)掘進(jìn)，局部地段需采用淺孔小藥量爆破；Ⅴ類(lèi)圍巖按不良地質(zhì)地段施工，淺鉆孔、多循環(huán)、弱爆破。爆破時(shí)應(yīng)對(duì)的處理孔徑與孔距、線(xiàn)裝藥密度、不偶合系數(shù)之間的關(guān)系及合適的預(yù)留保護(hù)層及炮眼布置。（3）爆破參數(shù)：施工單位應(yīng)根據(jù)地質(zhì)狀況變化調(diào)整鉆孔和爆破技術(shù)、修正爆破參數(shù)，以適應(yīng)巖石條件的變化，并保證爆破后獲得很好的開(kāi)挖面。但鉆孔爆破技術(shù)和參數(shù)的變化，均應(yīng)報(bào)經(jīng)項(xiàng)目監(jiān)理同意。（4）爆破組織設(shè)計(jì)：因圍巖地質(zhì)條件不一樣，襯砌需近距離跟進(jìn)時(shí)，爆破應(yīng)注意對(duì)已成建筑物的影響，應(yīng)采用少藥量、弱爆破，爆破時(shí)間應(yīng)考慮砼齡期強(qiáng)度規(guī)定。（5）地質(zhì)狀況出現(xiàn)變化，尤其是突變時(shí)應(yīng)及時(shí)向業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)反饋，以便共商應(yīng)對(duì)措施。4.3隧洞臨時(shí)支護(hù)承包人